超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝的製作方法

2023-06-11 21:37:31 3

專利名稱：超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於天然植物有效成分提取技術領域，尤其是涉及一種適用於 調料品製備領域的超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝。
背景技術：
現如今，針對天然植物有效成分的提取方法主要是經典的溶劑提取 法，其原理是根據天然植物中各成分在不同溶劑中的溶解度不同，選用對 有效成分溶解度大、對雜質溶解度小的容積，將有效成分從植物組織內溶
解出來。溶劑提取法中常用的方法有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提 取法及連續回流提取法。目前，工業化生產主要釆用回流提取法和連續回 流提取法，但是這兩種提取方法在實際工業生產中仍存在一些缺點和不足
其中，回流提取法的缺點和不足之處表現在1、提取效率較低，每 批次提取需更新溶劑兩至三次；2、溶劑使用量較大，操作過程較為繁瑣， 沸時費工；3、總提取時間較長，溫度較高，部分有效成分損失或發生其 它化學反應後，使得產品質量受到明顯影響。而連續回流提取法的缺點和 不足之處表現在提取過程所用時間較長， 一般需要5~8小時，並且提 取溫度相對較高，所以會造成天然植物中部分熱不穩定易變化成分即熱敏 性有效成分的損失，影響產品風味質量。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一 種超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝，其既省工省時且能明顯提高 產品質量和產品得率，不僅提取所需時間短、提取效率高，而且提取過程溫度低，不需加熱，避免了高溫加熱時對有效成分的破壞。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是 一種超聲波提取天然
植物有效成分的製備工藝，其特徵在於該工藝包括以下步驟
步驟一、清洗除塵對經檢驗合格的待提取天然植物進行清洗除塵並 晾乾或烘乾；
步驟二、粉碎將經清洗除塵待提取天然植物放入內置20~60目篩 網的粉碎機中進行粉碎；
步驟三、浸漬將粉碎後的待提取天然植物原料放入內置攪拌器的物 料混合罐後，再向物料混合罐內部的待提取天然植物原料中加入浸漬液且 經混合攪拌後獲得物料混合液，浸漬時間為l 2h;所加浸漬液與待提取 天然植物原料之間的重量比為8~ 12 : l,所述浸漬液為水或食品用有機溶
劑； 步驟四、超聲波提取在液壓循環泵一的作用下，通過連接在物料混 合罐與超聲波提取裝置之間且其上安裝有通斷閥門一的循環管道，將所述 物料混合液循環不斷地從超聲波提取裝置內部通過並進行連續循環式超 聲波提取；所述超聲波提取裝置內部設置有對從其內部通過的所述物料混 合液進行超聲波提取的超聲波發生器，所述超聲波發生器的工作頻率為
18 25KHz,超聲波提取裝置內部的提取溫度為30 5(TC，超聲波提取時 間為l 1.5h，所述物料混合液的循環速度為5 8min/次；所述超聲波提 取裝置和液壓循環泵一均串接在循環管道中；
步驟五、過濾在液壓循環泵一的作用下，通過連接在循環管道和過 濾裝置之間且其上安裝有通斷閥門二的連通管道一，將步驟三中經超聲波 提取裝置提取好的物料有效成分提取物混合液抽送至內部置有200 - 300 目篩網的過濾裝置進行過濾；在真空泵一對密封罐內部進行抽真空的作用 下，通過連接在過濾裝置和密封罐之間且其上安裝有通斷閥門三的連通管 道二，將經過濾裝置過濾後的物料有效成分提取物混合液負壓抽濾至密封 罐，所述密封罐內的真空度為-0. 08--0. 1Mpa;步驟六、減壓濃縮在液壓泵二的作用下，通過連接在密封罐和減壓 濃縮罐之間且其上安裝有安裝有通斷閥門四的連通管道三，將步驟五中負
壓抽濾至密封罐內的物料有效成分提取物混合液抽送至減壓濃縮罐；同 時，通過真空泵二對減壓濃縮罐內部進行抽真空並通過加熱裝置對減壓濃 縮罐進行加熱，直至將抽送至減壓濃縮罐的物料有效成分提取物混合液濃 縮至所需得率即可；所述減壓濃縮罐內部的濃縮溫度為40~55°C，減壓濃 縮罐內的真空度為-O. 08~-0. 1Mpa。
步驟二中所述粉碎機內部安裝的篩網為40目篩網。
步驟三中所述攪拌器的攪拌速率為60~ 100r/min。
步驟三中所述的食品用有機溶劑為體積濃度為50~95%的食品級乙醇 或食品級丙酮。
步驟四中所述超聲波發生器的數量為多個，且多個超聲波發生器呈一 橫排均勻布設在超聲波提取裝置的內側底部中部。
步驟一中所述的清洗方式為乾洗機乾洗。
步驟四和步驟五中所述的液壓循環泵一為螺杆泵。
步驟五中所述的200 ~ 300目篩網設置在過濾裝置的底部，所述過濾 裝置的頂部和底部對應設置有分別用於安裝連通管道一和連通管道二的 安裝口，所述過濾裝置底部設置有出渣口；密封罐的頂部和底部對應設置 有分別用於安裝連通管道二和步驟六中所述連通管道三的安裝口；步驟六 中所述的減壓濃縮罐的頂部設置有用於安裝連通管道三的安裝口。
本發明與現有技術相比具有以下優點1、提取速度快，所需時間短 常規熱回流提取法提取所需的總時間為4~7小時，連續回流提取法提取 所需的總時間為6 ~ 8小時，本發明所述的超聲波連續循環提取法只需1 ~ 1.5小時即可。2、提取效率高，傳統的回流提取法均需要通過溶劑本身的 擴散及滲透作用，由待提取天然植物的細胞壁進入細胞內，溶解有效成分 後造成濃度差，然後再經過往返交換重複使用使細胞內的溶液達到動態平 衡，因而所需時間較長，效率較低；而本發明則利用超聲波的空化作用直接破壞細胞膜，有效成分很容易從細胞內溶出並釋放出來，同時超聲波使 得提取液不斷受到震蕩後，更有利於溶質擴散，因而更進一步提高了提取
效率。3、產品得率高，熱敏性有效成分損失少，產品品質高回流提取
法和連續回流提取法 一 般提取過程中的溫度均較高，多在溶劑沸騰狀態下 進行，因而長時間沸騰條件下提取時往往會造成待提取植物中的熱敏性有
效成分大量損失，嚴重影響產品風味質量；而本發明提取時，不要進行加 熱。提取液溫度一般均保持在40 ~ 50°C ，因而熱敏性有效成分的損失極少， 所得產品量多質優。例如，釆用本發明對黃芩提取約10min後，黃芩苷的 收率比煎煮法提取3小時還要高，並且對化合物結構沒有任何影響。4、 實用價值高，非常適用於大規模工業化生產，有利於推廣應用。綜上所述， 本發明既省工省時且能明顯提高產品質量和產品得率，不僅提取所需時間 短、提取效率高，而且提取過程溫度低，不需加熱，避免了高溫加熱時對 有效成分的破壞。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明所用生產設備的結構示意圖。 圖2為本發明的工藝流程圖。
附圖標記說明
l一攪拌器； 4一液壓循環泵一;
10—連通管道二 13—連通管道三 16 —通斷閥門二 19一出渣口；
2 —物料混合罐； 5 —循環管道； 8 —密封罐； ll一液壓泵二； 14一真空泵二； 17 —通斷閥門三； 20—通斷閥門五；
3—超聲波提取裝置: 6 —過濾裝置； 9一真空泵一； 12—減壓濃縮罐 15—通斷閥門一 18—通斷閥門四 21—超聲波發生器，
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，本發明所述超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，包括以下步驟
步驟一、清洗除塵對經檢驗合格的待提取天然植物進行清洗除塵並 晾乾或烘乾。所述清洗方式為乾洗機乾洗。
本實施例中，以花椒為例進行說明，首先將經檢驗合格的100kg花椒 原料，通過乾洗機進行乾洗除塵除雜。
步驟二、粉碎將經清洗除塵待提取天然植物放入內置20 - 60目篩
網的粉碎機中進行粉碎。
本實施例中，所述粉碎機內部安裝的篩網為40目篩網，也就是說， 本步驟中將經清洗除塵的100kg花椒原料放入內置40目篩網的普通型粉
碎機進行粉碎。
步驟三、浸漬將粉碎後的待提取天然植物原料放入內置攪拌器1的 物料混合罐2後，再向物料混合罐2內部的待提取天然植物原料中加入浸 漬液且經混合攪拌後獲得物料混合液，浸漬時間為l~2h;所加浸漬液與 待提取天然植物原料之間的重量比為8~12 : l,所述浸漬液為水或食品用 有機溶劑。所述食品用有機溶劑為體積濃度為50~95%的食品級乙醇或食 品級丙酮。所述攪拌器1的攪拌速率為60~ 100r/min。
本實施例中，所加的浸漬液為體積濃度為90%的食品級乙醇，即將 100kg花椒原料放入內置攪拌器1的物料混合罐2,且在攪拌狀態下加入 100kg體積濃度為90%的食品級乙醇溶液並混合攪拌成花椒混合液，並且 浸漬時間為1. 5h。
步驟四、超聲波提取在液壓循環泵一 4的作用下，通過連接在物料 混合罐2與超聲波提取裝置3之間且其上安裝有通斷閥門一 15的循環管 道5，將所述物料混合液循環不斷地從超聲波提取裝置3內部通過並進行 連續循環式超聲波提取；所述超聲波提取裝置3內部設置有對從其內部通 過的所述物料混合液進行超聲波提取的超聲波發生器21，所述超聲波發生器21的工作頻率為18 25KHz,超聲波提取裝置3內部的提取溫度為30~ 50°C ,超聲波提取時間為1 ~ 1. 5h,所述物料混合液的循環速度為5 ~ 8min/ 次；所述超聲波提取裝置3和液壓循環泵一4均串接在循環管道5中。所 述液壓循環泵一 4為螺杆泵。所述超聲波發生器21的數量為多個，且多 個超聲波發生器21呈一橫排均勻布設在超聲波提取裝置3的內側底部中 部。實際使用過程中，在液壓循環泵一 4的驅動作用下，所述物料混合液 通過循環管道5在物料混合罐2與超聲波提取裝置3之間連續循環，即循 環不斷地從超聲波提取裝置3內部通過，具體是從左至右依次經過從左至 右呈一橫排布設在超聲波提取裝置3內側底部的多個超聲波發生器21。
本實施例中，浸漬完成後，打開安裝在循環管道5上的通斷閩門一 15， 同時開啟超聲波提取裝置3和液壓循環泵一 4，在液壓循環泵一 4的作用 下，通過循環管道5將經浸漬後的所述花椒混合液循環不斷地從超聲波提 取裝置3內部通過並進行連續循環式超聲波提取，同時通過加熱裝置對超 聲波提取裝置3進行加熱。所述超聲波提取裝置3內部設置的超聲波發生 器21的工作頻率為21KHz,超聲波提取裝置3內部的提取溫度為30~ 50 °C,超聲波提取時間即所述物料混合液的連續循環時間為1.5h。超聲波提 取完畢後，關閉超聲波提取裝置3。
步驟五、過濾在液壓循環泵一 4的作用下，通過連接在循環管道5 和過濾裝置6之間且其上安裝有通斷閥門二 16的連通管道一 7，將步驟三 中經超聲波提取裝置3提取好的物料有效成分提取物混合液抽送至內部置 有200 ~ 300目篩網的過濾裝置6進行過濾；在真空泵一 9對密封罐8內 部進行抽真空的作用下，通過連接在過濾裝置6和密封罐8之間且其上安 裝有通斷閥門三17的連通管道二 10,將經過濾裝置6過濾後的物料有效 成分提取物混合液負壓抽濾至密封罐8,所述密封罐8內的真空度為 -O. 08 ~ -0. 1Mpa。
所述200 ~30Q目篩網設置在過濾裝置6的底部，所述過濾裝置6的 頂部和底部對應設置有分別用於安裝連通管道一 7和連通管道二 10的安裝口，所述過濾裝置6底部設置有出渣口 19。所述密封罐8頂部設置有用
於安裝連通管道二 10的安裝口。另外，所述密封罐8頂部設置有用於安 裝真空泵一 9的安裝口。
本實施例中，超聲波提取完畢後，打開安裝在連通管道一 7上的通斷 閩門二 16和安裝在連通管道二 10上的通斷閥門三17，同時開啟真空泵一 9,在液壓循環泵一 4的作用下，通過連通管道一 7將經超聲波提取裝置3 提取好的花椒有效成分提取物混合液抽送至內部置有200 ~ 300目篩網的 過濾裝置6內部進行過濾，設置在過濾裝置6內部的篩網為300目篩網。 經超聲波提取裝置3提取好的花椒有效成分提取物混合液經所述300目篩 網過濾後，在真空泵一 9對密封罐8內部進行抽真空的作用下，通過連通 管道二 10負壓抽濾至密封罐8內部，而剩餘在過濾裝置6內惻底部的花 椒廢料殘渣則從出渣口 19清除。
步驟六、減壓濃縮在液壓泵二 11的作用下，通過連接在密封罐8 和減壓濃縮罐12之間且其上安裝有安裝有通斷閥門四18的連通管道三 13,將步驟五中負壓抽濾至密封罐8內的物料有效成分提取物混合液抽送 至減壓濃縮罐U。同時，通過真空泵二 14對減壓濃縮罐12內部進行抽真 空並通過加熱裝置對減壓濃縮罐12進行加熱，直至將抽送至減壓濃縮罐 12的物料有效成分提取物混合液濃縮至所需得率即可；所述減壓濃縮罐 12內部的濃縮溫度為40~55°C,減壓濃縮罐12內的真空度為-0.08~ -0. 1Mpa。所述減壓濃縮罐12的出口設置在底部且所述出口處設置有通斷 閥門五20。
所述密封罐8底部設置有用於安裝所述連通管道三13的安裝口，所 述的減壓濃縮罐12的頂部設置有用於安裝連通管道三13的安裝口且其上 部設置有用於安裝真空泵二 14的安裝口。
本實施例中，過濾完畢後，打開安裝在連通管道三13上的通斷閥門 四l8,同時開啟液壓泵二 11和真空泵二 14,通過液壓泵二 11將負壓抽 濾至密封罐8內的花椒有效成分提取物混合液打入減壓濃縮罐12內部進行減壓濃縮，直至將花椒有效成分提取物混合液濃縮汁所需得率，即為成
品花椒汁。所述減壓濃縮罐12內部的濃縮溫度為50~55°C,減壓濃縮罐 12內的真空度為-O. 09Mpa。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是 根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構 變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝，其特徵在於該工藝包括以下步驟步驟一、清洗除塵對經檢驗合格的待提取天然植物進行清洗除塵並晾乾或烘乾；步驟二、粉碎將經清洗除塵待提取天然植物放入內置20～60目篩網的粉碎機中進行粉碎；步驟三、浸漬將粉碎後的待提取天然植物原料放入內置攪拌器(1)的物料混合罐(2)後，再向物料混合罐(2)內部的待提取天然植物原料中加入浸漬液且經混合攪拌後獲得物料混合液，浸漬時間為1～2h；所加浸漬液與待提取天然植物原料之間的重量比為8～12∶1，所述浸漬液為水或食品用有機溶劑；步驟四、超聲波提取在液壓循環泵一(4)的作用下，通過連接在物料混合罐(2)與超聲波提取裝置(3)之間且其上安裝有通斷閥門一(15)的循環管道(5)，將所述物料混合液循環不斷地從超聲波提取裝置(3)內部通過並進行連續循環式超聲波提取；所述超聲波提取裝置(3)內部設置有對從其內部通過的所述物料混合液進行超聲波提取的超聲波發生器(21)，所述超聲波發生器(21)的工作頻率為18～25KHz，超聲波提取裝置(3)內部的提取溫度為30～50℃，超聲波提取時間為1～1.5h，所述物料混合液的循環速度為5～8min/次；所述超聲波提取裝置(3)和液壓循環泵一(4)均串接在循環管道(5)中；步驟五、過濾在液壓循環泵一(4)的作用下，通過連接在循環管道(5)和過濾裝置(6)之間且其上安裝有通斷閥門二(16)的連通管道一(7)，將步驟三中經超聲波提取裝置(3)提取好的物料有效成分提取物混合液抽送至內部置有200～300目篩網的過濾裝置(6)進行過濾；在真空泵一(9)對密封罐(8)內部進行抽真空的作用下，通過連接在過濾裝置(6)和密封罐(8)之間且其上安裝有通斷閥門三(17)的連通管道二(10)，將經過濾裝置(6)過濾後的物料有效成分提取物混合液負壓抽濾至密封罐(8)，所述密封罐(8)內的真空度為-0.08～-0.1Mpa；步驟六、減壓濃縮在液壓泵二(11)的作用下，通過連接在密封罐(8)和減壓濃縮罐(12)之間且其上安裝有安裝有通斷閥門四(18)的連通管道三(13)，將步驟五中負壓抽濾至密封罐(8)內的物料有效成分提取物混合液抽送至減壓濃縮罐(12)；同時，通過真空泵二(14)對減壓濃縮罐(12)內部進行抽真空並通過加熱裝置對減壓濃縮罐(12)進行加熱，直至將抽送至減壓濃縮罐(12)的物料有效成分提取物混合液濃縮至所需得率即可；所述減壓濃縮罐(12)內部的濃縮溫度為40～55℃，減壓濃縮罐(12)內的真空度為-0.08～-0.1Mpa。
2. 按照權利要求1所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝， 其特徵在於步驟二中所述粉碎機內部安裝的篩網為40目篩網。
3. 按照權利要求l或2所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，其特徵在於步驟三中所述攪拌器(1)的攪拌速率為60 100r/min。
4. 按照權利要求l或2所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，其特徵在於步驟三中所述的食品用有機溶劑為體積濃度為50~95% 的食品級乙醇或食品級丙酮。
5. 按照權利要求l或2所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，其特徵在於步驟四中所述超聲波發生器(21)的數量為多個，且多 個超聲波發生器(21)呈一橫排均勻布設在超聲波提取裝置(3)的內側 底部中部。
6. 按照權利要求l或2所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，其特徵在於步驟一中所述的清洗方式為乾洗機乾洗。
7. 按照權利要求l或2所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，其特徵在於步驟四和步驟五中所述的液壓循環泵一 (4)為螺杆泵。
8. 按照權利要求l或2所述的超聲波提取天然植物有效成分的製備工 藝，其特徵在於步驟五中所述的200 - 300目篩網設置在過濾裝置(6)的底部，所述過濾裝置(6)的頂部和底部對應設置有分別用於安裝連通管道一 (7)和連通管道二 (10)的安裝口，所述過濾裝置(6)底部設置 有出渣口 (19);密封罐(8)的頂部和底部對應設置有分別用於安裝連 通管道二 (10)和步驟六中所述連通管道三(13)的安裝口；步驟六中所 述的減壓濃縮罐(12)的頂部設置有用於安裝連通管道三(13)的安裝口。
全文摘要
本發明公開了一種超聲波提取天然植物有效成分的製備工藝，包括以下步驟一、清洗除塵；二、粉碎；三、浸漬將粉碎後的待提取天然植物原料放入內置攪拌器的物料混合罐進行持續攪拌，攪拌過程中，向物料混合罐內的待提取天然植物原料中加入浸漬液且經混合攪拌後獲得物料混合液；四、超聲波提取在液壓循環泵一的作用下，通過連接在物料混合罐與超聲波提取裝置間的循環管道將物料混合液循環不斷地從超聲波提取裝置內部通過並進行連續循環式超聲波提取；五、過濾；六、減壓濃縮。本發明既省工省時且能明顯提高產品質量和產品得率，不僅提取所需時間短、提取效率高，而且提取過程溫度低，不需加熱，避免了高溫加熱時對有效成分的破壞。
文檔編號A23L1/28GK101524138SQ20091002200
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者秦勝利, 馬向陽 申請人:山西楊一齋天然植物開發有限責任公司